是德科技推出的直流电源分析仪N6705C搭配N6781A高精密模块，可以进行动态低功耗测试，节省测试时间

时间： 2023-08-10 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

技术问答

物联网设备，即使是像单个无线传感器节点一样简单的设备，也常常需要在更长的时间内（有时甚至超过十年）运行。有了用户的这一要求和期望，无线物联网设备就必须非常节能。大多数电池供电的IoT设备具有低功耗睡眠模式，该模式消耗的电源电流最小，通常小于1μA。但是，当设备处于活动模式时，可能需要10 mA以上的电流。用单次测量来测量如此宽的动态范围的电流是一项挑战。

当设计工程师由于存在较大的本底噪声而使用钳位电流探头测量无线IoT节点和可穿戴设备的低电平电流时，这也是一个挑战。使用分流电阻器和示波器非常有用。但是，由于本底噪声和电阻两端的压降，最小的可测电流受到限制。

低功耗测试设备的需求

低功耗电流测试

是德科技的N6705C 直流电源分析仪是一款高性能直流电源分析仪，搭配N6781A 高精密模块，可以进行动态低功耗测试，节省测试时间, 显著提高您的测试效率。

N6705C是KEYSIGHT（是德科技，原安捷伦）推出的直流电源分析仪。这台仪器可让用户挑选不同的功能模块进行组合，最多可将电源、数字万用表、示波器、任意波形发生器、数据记录的特性融为一体，低功耗电流测量仅仅只是其中的功能之一。N6705C电流测量精度为8nA，这样的分辨率虽然比不上前文提到的KSC-4000A，但N6705C在测量过程中可做到无缝切换，因此对于骤变的电流波动可进行精准捕捉。

N6781A高精密模块电流精度达±10nA，具备无缝量程技术，可以3A档位量程下保证精度达±10nA，等效分辨率高达28bit，采样率达200KHz。这样的技术指标可以保证采集到物联网，手机等电池供电设备的电流消耗波形，精准测试电池用电设备的功耗。

我们开启N6705C（含N6781A模块）直流电源分析仪，测试界面如下图，只有基本电流和电压SET，我们怎么快速的上手使用这个仪器采集到功耗电流波形呢？

我们要按下Properties按钮设置Meter属性，需要把电流量程设置为Auto，这样屏幕显示的电流误差才会小于10nA，新仪器出厂甚至小于1nA误差，同时设定一个供电电压值。

把被测试产品使用香蕉头连接线接到电源分析仪N6705C上，如果电流很小，可以使用2线接法，如果电流较大，可以使用四线接法。

这时我们就完成了供电的基本设置，怎么样快速采集到电流波形呢？我们按下Data Logger按钮，N6705C电源分析仪就会切换到数据记录界面。仪器默认是勾选了第一个电压波形采集，我们需要進行电流波形和功耗测试，可以取消电压波形勾选，勾选Current电流波形曲线。在Data log Rangs选项中，设定电流Current的量程为Auto，才能保证电流采样精度。Data Logger菜单里还有设置采集时间长度设定，可以设定xx时xx分xx秒，最后我们还需要设定采样间隔时间Sample Period，长时间数据记录模式下最小可以设定50KHz，也就是0.02ms。如果需要达到200KHz采样率，需要改为示波器模式，但是采集时间就不会太长。

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到此设定完毕，按下Run/Stop按钮，就能启动电流波形采集，按下Run/Stop按钮下方的旋钮，记住不是旋转旋钮，是按下，就可以进行AutoScale操作，会自动定标波形到合适的屏幕显示位置，便于观察波形。

“智能穿戴设备”耗电分析的优势 - 使用直流电源分析仪

是德科技 Keysight N6705C 直流电源分析仪就是针对穿戴设备功耗测试设计，可完全解决穿戴设备耗电特性的测量：

纳安（nA）级别电流测量

创新的无缝量程切换技术，可以轻松测量大范围（3A-80nA）

高达 200 KHz（5μs)电流采样率，精确测量窄脉冲电流

高速采集的数据记录仪，可支持长达1000小时电流的连续监测

可视化电流测试软件，电流测试与操作同步测量和分析

下面将详细描述 “某智能手表功耗测量和分析” 过程，让大家清晰看到使用 N6705C 直流电源分析仪怎样快速、精确的测量和分析其功耗！

功耗测试分析过程

关于待测智能手表

N6705C 进行智能手表的功耗分析过程，用 N6705C 的电源功能替代电池给”手表“供电，并通过 N6705C 的电流测量功能，示波器及数据记录仪测量和分析”手表“的耗电。因此，我们会将手表的拆开，将电池取出，并用电源给“手表”供电，如下组图。

智能手表功耗测试过程

关机漏电流

电源设置为电池的工作电压，如 4.0 V，“手表”保持关机，从 N6705C 读取电流值即关机漏电流 87.933μA。

待机功耗

按照关机漏点方式，手机开机后，等待手机进入待机休眠模式，从 N6705C 读取电流值 167.057 uA。但，从示波器模式看，待机电流为 366.887 uA，两者几乎相差一倍！这是因为电流表无法捕获图中的电流脉冲所致。

15 分钟完成从计步器/计时器/电话接听……各状态功耗测量

如下图，启动 N6705C 的数据记录仪 Data Logger，连续记录“手表”从关机->开机->待机-> 蓝牙连接->蓝牙断开等一系列动作，可视化监控器电流表现。

在功耗测试时，可以通过添加标记 Tag，分别记录各种操作并使用软件的区域放大，光标来分析各功能下消耗电流大小。

图上明显看到，在蓝牙连接断开后，“手表”长时间无法进入休眠状态，将导致无故的功耗增加。以上记录电流数据会自动保存到 PC 中，随时可以通过 14585A 软件打开和进行离线分析。

如下图，“手表”从待机开始，依次启动计步器，计时器，气压计，高度计，蓝牙连接，手机助手软件开启，手机来电，通话，音乐播放，蓝牙退出等一些动作下，消耗电流变化。

功耗测试配置

N6705C 直流电源分析仪

增强数据控制和分析功能，并使用与 PC 相同的控制（鼠标&键盘）以及更大的显示界面；

增强的缩放、局部放大、清晰的光标设置和光标运算（如 mAh,mWh 等能量累集）等功耗统计分析；

波形捕捉和回放，数据导入、导出，直接将复杂波形转换为任意波形发生器输出等；

提供 CCDF 统计分析，用于电流分布情况分析；

数据记录仪模式时，直接将数据存入电脑硬盘，存储数据大小直接取决于硬盘空间。

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型号- 14585A,N6705C,33522B,X1A000061000200,N9320B,PGB1010402KR,PGB1010603KR,HZ0603C601R-10,PGB101,N9000B,Q22FA1280014700,N9310A,HZ0603D102R-10,CX3300,SGM2040,N6781A,EFR32MG12P433F1024GM48-C,SGM2034,SGM2040-3.3YN5G/TR,SGM2034-3.3YN3G/TR,EFR32MG1B232F256GM32-C,EFR32

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